2024.01.25 10:56 臺北時間

史丹佛大學公布「全球前2%頂尖科學家」 「高熵合金之父」葉均蔚成台灣第一人

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時事
清華材料系講座教授葉均蔚希望研發出更強韌、更耐溫的高熵合金及室溫超導材料,實現他的飛碟夢。(清華大學提供)
清華材料系講座教授葉均蔚希望研發出更強韌、更耐溫的高熵合金及室溫超導材料,實現他的飛碟夢。(清華大學提供)
美國史丹佛大學團隊日前公布的「全球前2%頂尖科學家」榜單,被譽為「高熵合金之父」的清華大學材料系講座教授葉均蔚榮登美國史丹佛大學團隊日前公布的「全球前2%頂尖科學家」榜單,在單年度科學影響力排行榜中名列全台第一;並在全球的材料領域榮登第二名,在華人材料領域中排名第一,成為台灣科學界第一人。
清華大學指出,葉均蔚打破了以往學界所認知合金所含金屬元素越多、比率越高越易脆裂的迷思,率先提出高熵合金理論。他混合5種或5種以上等量或比例接近的元素,創造出更強、更韌、更輕,且耐高溫、抗腐蝕、延展性更高的新型合金,開創全新的高熵材料研究領域。他的發明是材料發展史的成份大發現,採用不同元素組合,就能設計出無數的配方,供科學家研究開發。
美國史丹佛大學團隊自2019年起,使用全球最大的論文引用資料庫Scopus,依據總引用次數、綜合評估質與量的H指數、單獨或第一作者等6項關鍵指標,來分析全球約960萬名科學家的研究表現,發表「全球前2%頂尖科學家」榜單,其中包括「終身」及「年度」2項科學影響力排名。
在史丹佛大學團隊於2023年底公布的「年度科學影響力排行榜」中,統計全球科學家在前一年,即2022年的年度科學影響力。葉均蔚在全球所有領域的科學家中排名第152名,並榮登全台第一。
值得一提的是,葉均蔚在2022年度全球材料領域的科學影響力排名第二,勝過許多手握數十數百億研究經費、領導數百名研究人員的材料科學家。如德國材料領域影響力第一的科學家即排在葉均蔚之後,排名第五;中國材料領域的第一名,則排名全球材料領域第八。
葉均蔚謙虛表示,他歷年來發表論文的篇數294篇,總引用次數近4萬4千次,都不算是最多的。他的研究團隊包括林樹均及陳瑞凱2位教授在內,只有20多人,且以碩士生為主,可說是「小本經營」。
「只能說我們的研究CP值很高啦!」葉均蔚笑說,史丹佛大學的評比不只看論文數量,更重視論文的「質」,以及研究的原創性及影響力,他才有機會脫穎而出。
葉均蔚是所謂的「三清」,學士、碩士、博士學業都在清華大學完成。一輩子沒有留過洋,是道道地地的台灣土產博士。
他回憶17歲大一那年來到清華校園,除了之後服兵役的2年,就再也沒有離開過清華。每天一早從學校宿舍穿越小停車場,到研究室及合金鋼廠開始研究,半世紀風雨無阻。
然而,葉均蔚在高熵合金研究的路上並非一帆風順,而是一路不被看好。他早在1995年時就有了高熵合金的構想及探索,但這個顛覆傳統材料配方思維的想法卻不被接受。還有前輩教授好心勸他:「外國人沒做的研究,你最好不要做。如果這麼好,人家早就研究出來了。」
二十多年前,葉均蔚以高熵合金研究申請國科會前瞻奈米計畫時,還有審查委員認為他觀念有誤,如果通過補助會「鬧國際笑話」。他回憶:「聽到這樣的評語,就像一把尖刀刺在我的心上。」
即使如此,葉均蔚仍堅持不懈,一步步實驗、驗證,建立起高熵合金的理論架構。在2004年,也是他投入高熵合金研究的第9年,一口氣發表了5篇震撼國際的重磅論文,命名「高熵合金」(High-entropy alloys),論述高熵合金原理,並提出4項核心效應,帶動了其它高熵及中熵材料研究,自此開創全新的材料研究及應用領域。
自葉均蔚開創高熵合金及高熵材料一方之學,帶動了全球許多新材料的開發和研究,每年相關論文數呈指數性成長,累計論文數超過1萬5千篇;開發出的新材料具有力學、物理、化學及功能上的優越特性,已應用於民生、智慧機械、生醫、國防及太空科技等領域。
葉均蔚被國際譽為「高熵合金之父」,榮獲2021年行政院傑出科技貢獻獎。頂尖國際期刊「自然」(Nature)更在2016年特別越洋專訪葉均蔚,報導他獨創的「金屬調合學」,肯定了台灣為高熵合金發源地的研發成果。
「熵,不只是亂度,更是一種哲學。」葉均蔚認為,高熵代表的是多元、包容、融合與和諧。當初命名時,他就認為「高熵」(High-entropy)比「多元」(Multi-component)更能貼切形容多元的合金或材料。
古代製作青銅器,會在銅中加入適量的錫來增加強度;但中外工匠都知道,錫不能加太多,否則容易脆裂。同樣地,將碳元素加入鐵中成為碳鋼,碳越多,強度越強,但也越脆。但葉均蔚打破迷思,他認為,當多種元素混合時,亂度高的混合態反而變得穩定,性能更好。也就是這個帶些哲學意味的想法,引領他取得前所未有的突破。
清華大學圖書館現正展出「亂度中的哲學-高熵合金之父葉均蔚」特展,特別製作了一面金屬元素週期表牆。「這是鉻,加入鐵會變不鏽鋼;這是銥,耐高溫、耐氧化,而且抗腐蝕。」葉均蔚細數各元素的特色,還有它們加在一起時產生的變化,眼底閃現著光芒,宛如點石成金的魔法師。
「我所有的研究都是從清華校園、從台灣的這塊土地做起來的。」葉均蔚認為,只要有想法、能堅持,以台灣的資源也能做出令全世界刮目相看的頂尖研究。
更新時間| 臺北時間
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